違反慣性的氫氣球

于金梅

怪異的小氫氣球

我們知道，任何物體都有慣性，都想保持現狀，除非受力。例如坐在汽車里，汽車向前開動了，我們的身體隨著座椅啟動了，但是上身還會向后仰一下。汽車向右拐彎了，我們的身體會自動地向左偏。這些情況我們已經司空見慣，誰都不會感到驚奇。

但是，當一個平淡無奇的小氫氣球被絲線拴在汽車地板上時，它的運動就顯得怪異了！它的怪異甚至被很多人認為它是個外星氣球。

那么，它到底有什么怪異行為？

汽車一起步，車上任何不固定的物體都會自然向后仰一下，但小氫氣球卻是向前沖，差點撞到汽車前面的玻璃！汽車遇到紅燈剎車了，車上任何能運動的物體由于慣性還會向前沖，而小氫氣球卻向后退！汽車行駛途中向左拐彎，車上的人都有向右偏的趨勢，但是小氫氣球不但不向右偏，反而朝汽車的左側玻璃撞去！

氫氣球不但沒有了普通物體都有的慣性，而且還具有與慣性相反的運動狀態，這怎么可能？

空氣慣性抵消了氣球慣性

研究者認真思考了小氫氣球的怪異情況：小氣球在外面的表現很正常，為什么偏偏到了汽車里，慣性就消失了呢？按理說慣性是不可能消失的，應該是汽車內的某種力量促使它做出了怪異的行為。那么是什么力量呢？

科學家分析，氫氣球除了受到重力外，還受到空氣的浮力，在汽車加速或改變方向時還會受到加速度方向的力。在通常情況下，重力對汽車內任何物體的影響都是一樣的，而加速度方向的力也是如此，唯獨浮力在小氣球身上是獨特的。

看來問題還是出在了浮力上。原來，空氣是有密度的，在汽車有加速度的時候，空氣和人一樣向后運動，致使汽車后部空氣密度增加，氣球就會向密度小一些的車前部運動。同理，汽車剎車時，空氣和人一樣向前運動，致使汽車前部空氣密度增加，氣球就會向密度小一些的車后部運動。汽車左右轉彎時也是同樣的道理。

由此看來，正是這種密度不同的空氣產生的浮力克服了氫氣球的慣性，讓小氣球表現出各種怪異的行為。